Mô phỏng thí nghiệm trên máy vi tính để sử dụng phối hợp với thí nghiệm thật trong dạy học Vật lý ở trường phổ thông

Vật lý là một môn khoa học thực nghiệm nên để nâng cao được chât lượng dạy học Vật lý ở trường phổ thông thì trước hết phải nâng cao chất lượng sử dụng thí nghiệm trong quá trình dạy học. Bài báo đưa ra một giải pháp là mô phỏng các thí nghiệm thật trên máy tính để sử dụng trong dạy học nhằm góp phần khắc phục những khó khăn đó.

MÆ PHÄNG TH NGHI›M TR–N MY VI TNH

š SÛ DÖNG PHÈI HÑP VÎI TH NGHI›M THŠT

Nguy¹n Xu¥n Th nh

Khoa Vªtlþ -Tr÷íngHSP H Nëi

Vªt lþhåcl mëtmæn khoahåcthücnghi»mn¶nºn¥ngcao ÷ñcch§tl÷ñngd¤y

håc vªt lþð tr÷íngphê thængth¼tr÷îch¸tph£in¥ngcao ch§tl÷ñngsûdöngth½ nghi»m

trong qu¡ tr¼nh d¤y håc Trong nhúng n«m g¦n ¥y, song song vîi vi»c êi mîi ch÷ìng

tr¼nh v  s¡ch gi¡o khoa,c¡c tr÷íng phê thæng ¢ ÷ñc trang bà çngbë c¡cthi¸t bàth½

nghi»m theo danhmöc tèi thiºucõa BëGi¡o döcv   ot¤o Tuynhi¶n, vi»ckhaith¡c

v  sû döngc¡c thi¸tbàth½ nghi»m â v o d¤yhåc v¨n cán r§t h¤n ch¸ Theo chóng tæi,

sü h¤nch¸ n ydo mëtsènguy¶n nh¥nsau:

- M°c dò ¢ câ thi¸t bà th½ nghi»mnh÷ng do thíi gian tªp hu§n sû döngcho gi¡o

vi¶n ng­n n¶nkÿ n«ng ti¸n h nh c¡c th½nghi»m cõa gi¡o vi¶n cán h¤n ch¸, d¨n ¸nhå

ng¤i sûdöngth½nghi»mtrong d¤yhåc

- Vi»c tªphu§nsû döngth½nghi»mcho gi¡o vi¶nnhi·ukhi l¤i do c¡ccængtytrüc

ti¸p cung c§p thi¸t bà d¤y håc £m nhi»m n¶n ph¦n lîn nh¥n vi¶n c¡c cæng ty mîi ch¿

h÷îngd¨n l­p°t, vªnh nhv· m°tkÿ thuªt, ch÷acâ i·u ki»nis¥uv o ph÷ìngph¡p

sû döngc¡c th½nghi»mâ trong d¤y håc

- C¡n bë phö tr¡ch pháng th½ nghi»m ð c¡c tr÷íng phê thæng hi»n nay cán thi¸u

v  ch÷a mangt½nhchuy¶nnghi»p.Nhi·ung÷íil gi¡o vi¶nbëmænkh¡cl m ki¶mnhi»m

n¶nkhæng hiºuh¸t c¡cdöngcöth½ nghi»m.V¼ vªyhå khæng câkh£ n«ngchu©n bàóng

nhúng döngcö th½ nghi»m do gi¡o vi¶ny¶u c¦u Thõ töcm÷ñn,tr£ r÷ím r , m§t nhi·u

thíi gian,d¨n ¸nvi»cgi¡o vi¶nng¤irçi quy¸tànhkhængsûdöngnúa

-Thíikhâabiºuðc¡ctr÷íngphê thænghi»nnayl 5ti¸t/1buêiv  6buêi/1tu¦n

Thíigianchuyºnti¸t l 510 phót.Giúa2 ti¸tgi¡ovi¶ncôngc¦nngh¿ngìin¶nthüct¸

khæng câ thíi gianchu©n bàv  emdöngcö th½nghi»m l¶nlîp

Donhúngtrð ng¤itr¶n n¶nn¸unh  tr÷íngch¿ch trång ¸nvi»ctrang bà¦yõ

c¡cthi¸tbàth¼côngch÷athºn¥ngcao ÷ñchi»uqu£sûdöngchóng trongd¤yhåc.T¼nh

tr¤ng thi¸tbàmua v·nhi·um khæng ÷ñcsûdöngv¨ncán kh¡phêbi¸n.Trongb ib¡o

n y,chóngtæi÷a ramëtgi£iph¡pl mæphängc¡cth½nghi»mthªttr¶nm¡yvi t½nhº

sû döngtrong d¤yhåc nh¬mgâp ph¦nkh­cphöc nhúngkhâkh«n â

2 X¥y düng ph¦n m·m mæ phäng c¡c th½ nghi»m thªt

Vîimöcti¶u vøal m t i li»ubçid÷ïnggi¡o vi¶nv·sûdöngth½ nghi»mtrongd¤y

håc vªt lþ vøa dòng l m ph÷ìng ti»n hé trñ trüc ti¸p ho¤t ëng d¤yhåc d÷îi c¡c h¼nh

thùckh¡c nhaun¶nchóng tæi ti¸nh nhmæ phängc¡cth½ nghi»mtr¶nm¡yt½nhsao cho

chóngc nggièngth½nghi»mthªtc ngtèt.Tr÷îch¸tl v·h¼nh£nhcõac¡cdöngcöph£i

gièng nh÷th½ nghi»m thªtc£ v· h¼nhd¤ng l¨n m us­c º qua â gi¡o vi¶nv  håc sinh

câ thºt¼m hiºu ÷ñc t½nh n«ng, t¡c döngcõa chóng Vi»c l­p r¡p, bè tr½ th½ nghi»m v 

°c bi»tl c¡cb÷îc ti¸nh nhth½ nghi»mph£i÷ñc mæphängho nto nnh÷th½nghi»m

thªt º qua â,gi¡o vi¶n v  håc sinhcâ thºn­m ÷ñc c¡ch l­p r¡p, bè tr½ v  ti¸n h nh

th½nghi»m vîidöngcö thªtsaukhi¢ thaot¡ctr¶n ph¦nm·m

V½ dö: Th½ nghi»m nghi¶ncùu v· quy t­c hñp lücsong songc c¡c döng cö ÷ñc b

tr½ tr¶nb£ng th¯ng ùngnh÷ h¼nh 1

C¡c döngcö nh÷ b£ng tr­ng, lá xo, th÷îc chia ë, thanh kim lo¤i, c¡c gia trång

÷ñcv³ gièngnh÷thüct¸.Khisûdöngph¦nm·mºti¸n h nhth½nghi»m,tacôngph£i

thaot¡cnh÷khisûdöngdöngcö thªt Cöthºnh÷sau:

- Dòng chuët º k²o c¡c gia trång l¶n,treo v o haimâc tr¶n th÷îc chia ë º t¤o

rahailüc t¡cdöngl¶nh» l m c¡cláxobà gi¢nv th÷îcdàchchuyºn xuèngph½a d÷îi

- K²o thanhkimlo¤i¸n°tsongsongv  s¡tvîith÷îc chiaë º¡nhd§u vàtr½

n ycõa th÷îc chia ë

- K½ch v o nót Biºu di¹nlüc º v³ c¡cv²ctì lücth nhph¦n

- K½ch chuëtv  c¡c giatrång º bä c¡c gia trång xuèng,lá xoco l¤i v  th÷îc chia

ë dàch l¶nvà tr½lóc ¦u

- L¦nl÷ñttreo c¡cgiatrångv omëttronghaimâc tr¶nth÷îcchiaë,dàchchuyºn

và tr½ cõa mâc º sao cho th÷îc chia ë dàch ¸ns¡t vîithanh kim lo¤i¡nh d§u và tr½

cõa nâkhicâ hailüct¡cdöng.Khiâ,lüct¡cdöngl¶nth÷îcl hñplüccõa hailücth nh

ph¦n

- C«n cùv o ë lîncõa c¡c lücv kho£ng c¡ch giúa c¡ciºm°t÷ñc ph¦nm·m

ghiv ob£ngsèli»u,câthºdüo¡n÷ñcmèili¶nh»giúahñp lücv  c¡clücth nhph¦n:

F = F 1 + F 2 ;

d 1

d 2 =

F 2

F 1

- L°p l¤i th½ nghi»mº kiºm nghi»m dü o¡ntr¶n v  ÷a ra quy t­c hñp lücsong

song

Nh÷ vªy, khisû döngph¦n m·m, gi¡o vi¶n v  håc sinh¢ t¼m hiºu ÷ñc döng cö

th½ nghi»m,bi¸t c¡ch l­pr¡pv  bètr½ th½ nghi»m,sau â câ thºtü l­pr¡p v  ti¸n h nh

th½ nghi»mn yvîi bë döngcöthªt

Ngo i vi»cmæ phängc¡c b÷îcti¸n h nhth½ nghi»m º thuthªp sèli»u, chóng tæi

cán ch trångvi»ch÷îngd¨n chogi¡ovi¶nv  håcsinhxûlþk¸tqu£th½nghi»mºrótra

k¸tluªn.V½dönh÷èivîic¡cth½ nghi»mnghi¶ncùuv· chuyºn ëng,c¡cph¦nm·mmæ

phäng·ucâ chùcn«ngv³ç thàthücnghi»m,èichi¸u d¤ngç thàthücnghi»mvîiç

thà h mchu©n ºrót rak¸tluªn.Tr¶nh¼nh 2l çthà x tcõa chuyºnëngnhanhd¦n

·u.C¡cd§u ch§ml c¡csèli»uo÷ñctrongth½nghi»m,÷íngli·nn²tl çthàchu©n

d¤ng parabolcõa h mbªc 2 çthà cho ph²p k¸t luªntåa ë cõa vªt chuyºn ëng phö

thuëc v o thíi gian theo h m bªc 2 â ch½nh l  ç thà tåa ë cõa chuyºn ëng nhanh

d¦n ·u

N«mhåc2006 2007,chóng ta¢ thüchi»n¤itr ch÷ìngtr¼nhv s¡chgi¡okhoa

mîi ¸nlîp10.Songsongvîivi»cthüchi»n¤itr ch÷ìngtr¼nhv s¡chgi¡okhoamîi l 

vi»cbanh nhdanhmöc thi¸tbàth½nghi»mtèi thiºu.Nh¬m¡pùng kàpthíivi»ch÷îng

d¨nv sûdöngc¡cbëth½nghi»mn ytrongd¤yhåcsaochocâhi»uqu£,chóngtæi¢tªp

trung v o vi»c mæ phäng c¡c th½ nghi»m ÷ñc ti¸n h nhvîi c¡cbë th½ nghi»m ph¦ncì

håc lîp10 hi»n câ trong c¡c tr÷íng phê thængtr¶n to n quèc Hi»n nay,chóng tæiang

ti¸p töcmæphäng c¡cth½nghi»m vªt lþ lîp 11 theodanhmöc thi¸tbàd¤yhåc tèithiºu

cõa BëGi¡odöcv   ot¤o

3 Sû döng phèi hñp th½ nghi»m mæ phämg v  th½ nghi»m

thªt trong håc vªt lþ ð tr÷íng phê thæng

º kh­c phöc c¡c khâ kh«n,h¤n ch¸ cõa gi¡o vi¶nv  håc sinhtrong vi»c sûdöng

c¡cbëth½ nghi»mthªt ¢ n¶uðtr¶n,chóng tæixin÷a ragi£iph¡psûdöngph¦nm·m

mæphängth½ nghi»mthªt trongd¤yhåc vªt lþ ðtr÷íng phê thæng nh÷sau:

- Tr÷îch¸t,c¡cph¦nm·mmæphängth½nghi»m÷ñcsûdöngnh÷l t ili»uh÷îng

d¨n chi ti¸t, sinhëng cho gi¡o vi¶n tü t¼m hiºu c¡ch khai th¡c v  sû döng c¡c bë th½

nghi»m thªt t÷ìng ùng Thao t¡c tr¶n ph¦n m·m, gi¡o vi¶n s³ n­m ÷ñc t½nh n«ng t¡c

döngcõa c¡cdöngcö,c¡ch bè tr½th½ nghi»mv c¡cb÷îc ti¸nh nhth½nghi»m.K¸t qu£

th½nghi»m÷ñcmæphängtrong ph¦nm·ml c¡csèli»u÷ñc l§ytø th½nghi»mthüct¸,

câ t¡cdöngànhh÷îng v  giópcho gi¡

- C¡c ph¦n m·m mæ phäng th½ nghi»m thªt ÷ñc sû döng nh÷ l  mët t i li»uæn

tªp, r±n luy»n kÿ n«ngcho håc sinh Sau c¡c gií håc lþ thuy¸t tr¶n lîp, v¼ lþ do n o â

khæng thº ti¸n h nh c¡cth½ nghi»m m  ch¿ æ t£ nh÷ trong s¡ch gi¡o khoa,gi¡o vi¶ncâ

thºgiao cho håc sinhsûdöngc¡cth½ nghi»mmæphängnh÷l mëtc¡ch æn tªp,cõngcè

ki¸nthùc Sau â,gi¡ovi¶n câthº tê chùccho håcsinhquan s¡tl¤i c¡cth½nghi»m biºu

di¹ntrongphángthüch nhbëmæn.Vi»c n ycâthº÷ñcthüchi»nsauméi ch÷ìng,k¸t

hñp vîic¡cbuêi håcsinhl m th½nghi»mthüch nh theoch÷ìngtr¼nh,s¡ch gi¡o khoa

- C¡cph¦nm·mmæphängth½nghi»mthªt÷ñcsûdöngnh÷l t ili»uh÷îngd¨n

håcsinhchu©nbàcâhi»uqu£choc¡cbuêith½nghi»mthüch nh.Tr÷îcméi buêil m th½

nghi»mthüch nh,gi¡ovi¶ngiaochohåcsinhsûdöngph¦nm·mmæphängºtü nghi¶n

cùu v· döng cö th½ nghi»m,c¡ch bè tr½ v  c¡c b÷îc ti¸n h nh th½ nghi»m.i·u â gióp

chovi»cchu©nbàth½nghi»mcõahåcsinh¤thi»uqu£cao hìn.Ch§tl÷ñngcõabuêithüc

h nh÷ñcn¥ngcao

- C¡c ph¦nm·mmæphängth½nghi»m thªt÷ñcsûdöngnh÷l mët bë phªnhúu

cì cõa c¡c b i gi£ng i»n tû º håc sinhtü håc mët ph¦n nëidung ki¸nthùc Nhí vªy,

g¡nhn°ng håc tr¶n lîpcõa håc sinh÷ñc gi£m bît v  i·u quan trång hìn l  n¥ngcao

÷ñc n«nglüctü håccõa håc sinh

Hi»nt¤i,cìsðvªtch§tcõac¡ctr÷íngcánnhi·ukhâkh«n.Vi»cx¥ydüngõpháng

håc bë mæn cán l mët chi¸n l÷ñc l¥u d i Trong thíi gian tr÷îc m­t,chóng ta mîi ch¿

câ thº¦u t÷ x¥y düng÷ñc c¡c Pháng thüc h nh bë mæn Sau khinghi¶ncùu c¡c th½

nghi»m mæphäng tr¶n m¡y vi t½nh, håc sinh¸n phángthüc h nhbë mæn s³ ÷ñc ti¸n

h nh2 lo¤i th½ nghi»m.âl  l m l¤i c¡c th½ nghi»m trong c¡cb i håc lþ thuy¸t v  l m

c¡cb ith½ nghi»mthüc h nhtheo ch÷ìng tr¼nh

4 K¸t luªn

Sû döngth½ nghi»mthªt trong d¤yhåc vªt lþ trong måi tr÷íng hñp câ thºl  möc

ti¶u ph§n§u cõa to n ng nhgi¡o döc.Nghi¶n cùuthi¸tk¸ v  s£nxu§t c¡c thi¸tbàth½

nghi»msaocho¡pùng ÷ñcy¶uc¦uêimîi v·ph÷ìngph¡pd¤yhåcluænnhªn÷ñcsü

quant¥m ¦u t÷ óngmùc cõa nh  n÷îc Songsongvîiâ l vi»c ¦u t÷ x¥ydüng c¡c

phánghåcbëmænðtr÷íng phêthængvîimöc½cht«ngc÷íngsûdöngth½ nghi»mtrong

d¤y håc,nh§tl  t«ngc÷íng th½nghi»m cõa håc sinhkhinghi¶ncùu x¥ydüngki¸n thùc

mîi.Tuynhi¶n,doho nc£nh§tn÷îccán khâkh«n,sèl÷ñnghåcsinhæng, phánghåc

v  kinhph½cán h¤nch¸, sèti¸t håc tr¶n lîpnhi·un¶nvi»ctê chùcd¤yhåc trong pháng

håc bë mæncánch÷a thºthüchi»n ÷ñcmëtc¡ch ¤itr .Gi£iph¡psûdöngth½ nghi»m

mæphäng k¸t hñp vîi vi»ctê chùc cho håc sinhtü l m l¤i th½ nghi»m trong pháng thüc

h nhbëmænm chóng tæi·xu§tl ph÷ìng¡nd¤yhåckh£thi,câthºl gi£iph¡pkh­c

phöc t¼nh tr¤ngd¤ychayhi»nnay

T€I LI›U THAM KHƒO

[1].Ph¤mXu¥nQu¸ (2001),Nghi¶ncùu sû döng m¡yvi t½nhv  x¥ydüng c¡cph¦n

m·mtrongd¤y håcvªtlþ phêthæng B¡oc¡o têngk¸t·t inghi¶ncùukhoahåcc§pBë,

Tr÷íng HSPH  Nëi

[2] Nguy¹n ùc Th¥m (ch bi¶n), Nguy¹n Ngåc H÷ng, Ph¤m Xu¥n Qu¸ (2002),

Ph÷ìng ph¡p d¤y håc vªt lþ ð tr÷íng phê thæng, Nxb¤i håc S÷ph¤m H  Nëi

[3] Nguy¹n Xu¥n Th nh, Sû döng m¡y vi t½nh v  video trong d¤y håc c¡c d¤ng

chuyºn ëng c håc,T¤p ch½ KhoahåcS÷ ph¤m sè3/2001, Tr÷íng HSPH  Nëi,tr26

ABSTRACT

The modeling of experiments in computers together

with real experiments to teach Physics at general Education Schools

TheuseofexperimentstoteachPhysicsisawide-spreadobjectiveinschools,going

on a par with adequate investments from the Government to equip schools with

labora-tories, especially in learning new concepts However, conditions in our country are still

difficult,learners aretoo numerous;in-classand at-school studiesarestilltoo numerous

Sothemodelingof experimentson computersisa goodandfeasiblesolution,to avoidthe

actualteaching - without-experimentstoday